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加工不鏽鋼材質對刀具有哪些要求?

對刀具幾何參數的要求 加工不鏽鋼時,刀具切削部分的幾何形狀,一般應從前角、後角方麵的選擇來考慮。在選擇前角時,要考慮卷屑槽型、有無倒棱和刃傾角的正負角度大小等因素。不論何種刀具,加工不鏽鋼時都必須采用較大的前角。增大刀具的前角可減小切屑切離和清出過程中所遇到的阻力。對後角選擇要求不十分嚴格,但不宜過小,後角過小容易和工件表麵產生嚴重摩擦,使加工表麵粗糙度惡化,加速刀具磨損。並且由於強烈摩擦,增強了不鏽鋼表麵加工硬化的效應;刀具後角也不宜過大,後角過大,使刀具的楔角減小,降低了切削刃的強度,加速了刀具的磨損。通常,後角應比加工普通碳鋼時適當大些。

對刀具切削部分表麵粗糙度的要求 提高刀具切削部分的表麵光潔度可減少切屑形成卷曲時的阻力,提高刀具的耐用度。與加工普通碳鋼相比較,加工不鏽鋼時應適當降低切削用量以減緩刀具磨損;同時還要選擇適當的冷卻潤滑液,以便降低切削過程中的切削熱和切削力,延長刀具的使用壽命。

對刀杆材料的要求 加工不鏽鋼時,由於切削力較大,故刀杆必須具備足夠的強度和剛性,以免在切削過程中發生顫振和變形。這就要求選用適當大的刀杆截麵積,同時還應采用強度較高的材料來製造刀杆,如采用調質處理的45號鋼或50號鋼。

對刀具切削部分材料的要求 加工不鏽鋼時,要求刀具切削部分的材料具有較高的耐磨性,並能在較高的溫度下保持其切削性能。目前常用的材料有:高速鋼和硬質合金。由於高速鋼隻能在600°C以下保持其切削性能,因此不宜用於高速切削,而隻適用於在低速情況下加工不鏽鋼。由於硬質合金比高速鋼具有更好的耐熱性和耐磨性,因此用硬質合金材料製成的刀具更適合不鏽鋼的切削加工。

硬質合金分鎢鈷合金(YG)和鎢鈷鈦合金(YT)兩大類。鎢鈷類合金具有良好的韌性,製成的刀具可以采用較大的前角與刃磨出較為鋒利的刃口,在切削過程中切屑易變形,切削輕快,切屑不容易粘刀,所以在一般情況下,用鎢鈷合金加工不鏽鋼比較合適。特別是在振動較大的粗加工和斷續切削加工情況下更應采用鎢鈷合金刀片,它不象鎢鈷鈦合金那樣硬脆,不易刃磨,易崩刃。鎢鈷鈦合金的紅硬性較好,在高溫條件下比鎢鈷合金耐磨,但它的脆性較大,不耐衝擊、振動,一般作不鏽鋼精車用刀具。

前角的選擇 從切削熱的產生和散熱方麵說,增大前角可減小切削熱的產生,切削溫度不致於太高,但前角過大則因刀頭散熱體積減小,切削溫度反而升高。減小前角可改善刀頭散熱條件,切削溫度有可能降低,但前角過小,則切削變形嚴重,切削產生的熱量不易散掉。實踐表明,取前角go=15°~20°最為合適。

後角的選擇 粗加工時,對強力切削的刀具則要求切削刃口強度高,則應取較小的後角;精加工時,其刀具磨損主要發生在切削刃區和後刀麵上,對於不鏽鋼這種易出現加工硬化的材料,其後刀麵摩擦對加工表麵質量及刀具磨損影響較大,合理的後角應為:加工奧氏體不鏽鋼(185HB以下),其後角可取6°~8°;加工馬氏體不鏽鋼(250HB以上),其後角取6°~8°;加工馬氏體不鏽鋼(250HB以下),其後角為6°~10°為宜。

刃傾角的選擇 刃傾角的大小和方向,確定了流屑的方向,合理選擇刃傾角ls,通常取-10°~20°為宜。在微量精車外圓、精車孔、精刨平麵時,應采用大刃傾角刀具:應取ls45°~75°。

切削用量的選擇

為了抑製積屑瘤和鱗刺的產生,提高表麵質量,用硬質合金刀具進行加工時,切削用量要比車削一般碳鋼類工件稍低些,特別是切削速度不宜過高,一般推薦切削速度Vc=60~80m/min,切削深度為ap=4~7mm,進給量f=0.15~0.6mm/r為宜。

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